[发明专利]用于引导细胞迁移的装置和实施这种装置的引导方法

说明书

技术领域

本发明的主题是用于引导细胞迁移的装置，包括具有织纹表面的底层，所述织纹表面具有用于与细胞接触的各向异性的三维结构。

背景技术

细胞迁移对许多生理过程例如器官形成和伤口愈合而言是必不可少的。在它们的天然环境中，细胞迁移的方向和速度由可以是化学(趋化因子)或物理(微环境)的许多信号来引导。

在体外，这些现象可以被复制或转移以将迁移方向施加于细胞，例如使用趋化物或电场或通过调节细胞的机械环境。

例如，文献EP-A-1199354描述了通过细胞迁移的化学控制在表面上形成细胞图案(pattern)。事实上，在文献EP-A-1199354中，表面被处理以便显示出由促进细胞生长的化合物和其他不促进细胞生长的化合物组成的预图案。然后在该预图案上开始细胞的培养。然而，通过这种系统类型控制细胞迁移的效果主要取决于根据所培养细胞的性质促进或阻止细胞生长的化合物的选择。

文献US2007/0009572在其部分描述了制备微织纹或纳米织纹的可生物降解的薄膜的方法，所述薄膜包含其上淀积肌细胞的通道，其宽度可以为10-160μm。所进行的测试表明肌细胞沿着所述通道彼此对准，以及它们的形态被修改以具有伸长的形状。该方法的目的不是使细胞以优选方向迁移，而只是促进其彼此对准以获得均匀的细胞堆叠。

文献US2009/02481445也描述了使用包含微通道或一系列彼此平行的微通道的表面根据三维结构引导细胞定向的方法，所述微通道的宽度大于细胞的宽度，以使细胞可以进入其中，以及所述微通道的横截面是任意的。关于该之前的文献，该方法的目的不是使细胞以优选方向迁移，而只是促进其彼此对准。

Mahmud等(Nature Physics2009,4,606页)提出了棘齿形式的粘合剂图案以引导细胞迁移。所观察到的效果是基于通道的粘合剂部分和基底的非粘合剂部分之间的粘附性差异，这样当粘合剂和非粘合剂部分之间的差异特性随着时间的过去降低时，不再观察到引导细胞迁移。另外，线性通道或棘齿形式的通道上的粘附性使其可以将细胞仅保持在这些粘合剂图案上，即一维空间上，以及例如不允许组织在二维表面上的构成。最后，Mahmud等描述的图案总是垂直于由输送细胞的表面形成的平面的突起物。

可以使细胞迁移的自然现象转向的这些方法也可以在体内获得应用。

文献US2009/0093879特别提供了一种植入物，其表面上具有微米或纳米三维图案。这些图案尤其可以控制微生物或成纤维细胞在植入物表面的粘附（当后者植入生物时），从而改进伤口愈合。

该文献US2009/0093879提出表面微米结构或纳米结构可以引导负责愈合的细胞，因此它们可以变得以有序方式构成在植入物表面。

当发生时，这种细胞迁移沿着给定方向的控制也可以在除了围绕植入物的细胞的强制构成外的医学领域中具有应用，例如细胞在伤口表面的定向的迁移或通过组织工程产生人造器官。

因此，需要可以引导细胞沿着所选方向迁移的新的装置，其效果不取决于考虑中的移动细胞类型，其使用简单，对组织不是很侵入性的且随着时间的过去稳固。

发明内容

对于本申请的目的，表达“引导细胞迁移”用于指使细胞优先以一个方向而不是所有其他方向迁移。换句话说，迁移的引导破坏根据考虑中的方向的迁移对称性。迁移的“引导”不同于其中细胞优先以两个相对方向迁移，而没有这些方向之一比其他方向有利的细胞迁移的“定向”。

因此，本申请的目的是提供用于引导细胞迁移的装置，所述装置包括具有用于与细胞接触的织纹表面的底层，所述织纹表面具有由突起物的网络构成的各向异性的三维结构，所述突起物的由所述各向异性结构赋予的方向相对于由所述织纹表面形成的平面的正交面倾斜。

与描述限制细胞对准的通道或微通道的现有技术文献相反，本发明可以根据各向异性方向引导细胞，从而在与根据给定表面的组织构成一致的平面中形成网络。

根据第二个方面，本发明的主题还在于用于引导细胞迁移的方法，包括使细胞与具有织纹表面的底层接触，所述织纹表面具有各向异性的三维结构，所述结构由之前描述的倾斜的突起物构成。

最后，根据另一个方面，本发明的主题是用于引导细胞迁移的试剂盒，包含具有之前描述的织纹表面的底层，所述织纹表面具有由突起物的网络构成的各向异性的三维结构，所述突起物的由所述各向异性结构赋予的方向相对于由所述织纹表面形成的平面的正交面倾斜，以及其上用于输送细胞的支持表面。

根据本发明的装置或方法，特别是可以应用于皮肤病学、移植学和组织工程领域。